{"id":205412,"date":"2022-10-24T16:12:53","date_gmt":"2022-10-24T14:12:53","guid":{"rendered":"https:\/\/osr.org\/?p=205412"},"modified":"2024-08-05T11:56:45","modified_gmt":"2024-08-05T09:56:45","slug":"comment-comprendre-la-theorie-de-la-relativite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/osr.org\/fr\/blog\/actualites\/comment-comprendre-la-theorie-de-la-relativite\/","title":{"rendered":"Comment comprendre la th\u00e9orie de la relativit\u00e9"},"content":{"rendered":"
Dans ces syst\u00e8mes, les lois de la physique \u00e9taient les m\u00eames pour tous et cette id\u00e9e a bien fonctionn\u00e9 pendant longtemps, tant qu’elle \u00e9tait limit\u00e9e \u00e0 la m\u00e9canique. Mais lorsque l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert et que les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques (c’est-\u00e0-dire la lumi\u00e8re) ont commenc\u00e9 \u00e0 \u00eatre prises en compte<\/strong>, les choses ne fonctionnaient plus aussi bien. Les lois de l’\u00e9lectromagn\u00e9tisme ne pouvaient pas \u00eatre \u00e9crites d’une mani\u00e8re qui soit la m\u00eame pour tous les syst\u00e8mes de r\u00e9f\u00e9rence inertiels. Et, c’est l\u00e0 qu’Einstein intervient\u00a0avec la th\u00e9orie de la relativit\u00e9!<\/p>\n Einstein consid\u00e9rait une onde \u00e9lectromagn\u00e9tique comme une oscillation qui se propage \u00e0 une certaine vitesse (\u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re). Que se passerait-il si je courais apr\u00e8s une onde \u00e9lectromagn\u00e9tique ? Je ne verrais plus l’oscillation, la lumi\u00e8re s’arr\u00eaterait. Einstein a alors eu une id\u00e9e:<\/strong> que la vitesse de la lumi\u00e8re soit la m\u00eame pour tous les observateurs, qu’elle ne change jamais.<\/p>\n Aujourd’hui, pr\u00e8s d’un si\u00e8cle apr\u00e8s la th\u00e9orie g\u00e9n\u00e9rale de la relativit\u00e9 connue avec la c\u00e9l\u00e8bre formule et \u00e9quation E=MC2, l’Univers que nous voyons est tel qu’Albert Einstein l’a d\u00e9crit. Les mod\u00e8les qui dessinent l’Univers de son origine \u00e0 son expansion, les lois qui r\u00e9gissent les interactions de la gravit\u00e9<\/strong>, de la masse et de l’\u00e9nergie, ou, plus simplement, l’explication de ce qui permet \u00e0 notre Soleil de briller chaque jour et \u00e0 notre GPS<\/strong> (Global Positioning System)<\/em> de nous \u00e9viter de nous tromper de chemin, ont pour base solide les th\u00e9ories de l’employ\u00e9 de l’Office des brevets de Berne<\/strong> qui, \u00e0 l’\u00e2ge de seize ans, s’est demand\u00e9 ce que ce serait de chevaucher un faisceau de lumi\u00e8re.<\/strong><\/p>\n En 1905, avec la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte, Einstein a produit l’\u00e9quation la plus c\u00e9l\u00e8bre de toute la science (E=MC2)<\/strong>, puis, seulement une d\u00e9cennie plus tard, il nous a donn\u00e9 la th\u00e9orie qui sous-tend une grande partie de ce que nous savons de notre Univers : avec les \u00e9quations de champ de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, les bases ont \u00e9t\u00e9 pos\u00e9es pour l’\u00e9tude de la nature de l’Univers.<\/strong><\/p>\n Cependant, si les passagers avaient comme seule et unique r\u00e9f\u00e9rence les lois observables de la physique pour d\u00e9terminer sur quel bateau ils se trouvent, aucun d’entre eux ne pourrait dire avec certitude qu’il se trouve sur le bateau en mouvement ou sur le bateau \u00e0 l’arr\u00eat<\/strong>: aucune exp\u00e9rience ne permet de d\u00e9finir lequel des deux est en mouvement et lequel est \u00e0 l’arr\u00eat. C’est le m\u00eame effet que nous ressentons lorsque, assis dans un train \u00e0 l’arr\u00eat attendant de partir \u00e0 c\u00f4t\u00e9 d’un autre dans les m\u00eames conditions, nous ne pouvons pas dire si, \u00e0 un moment donn\u00e9, c’est notre train ou l’autre qui est en mouvement. <\/strong><\/p>\n M\u00eame les passagers sur le pont du bateau, s’ils avaient l’autre bateau comme seul point de r\u00e9f\u00e9rence, auraient le m\u00eame doute. Aucun d’entre eux ne pourrait \u00e9tablir avec certitude qu’il se trouvait dans le bateau \u00e0 l’arr\u00eat plut\u00f4t que dans le bateau en mouvement, mais ils pourraient seulement affirmer qu’ils avaient une vitesse<\/strong> relative de 40 kilom\u00e8tres par heure par rapport \u00e0 l’autre bateau. C’est le premier des postulats fondamentaux de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte : les lois de la science sont les m\u00eames pour tous les observateurs en mouvement<\/strong>, quelle que soit leur vitesse.<\/p>\n En physique, la dilatation du temps, conform\u00e9ment \u00e0 la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte, est le ph\u00e9nom\u00e8ne par lequel la dur\u00e9e d’un m\u00eame \u00e9v\u00e9nement est plus longue lorsqu’elle est mesur\u00e9e dans un syst\u00e8me de r\u00e9f\u00e9rence en mouvement<\/strong> que dans celui suppos\u00e9 solidaire de l’\u00e9v\u00e9nement.<\/p>\n Avec la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte, Einstein a th\u00e9oris\u00e9 que le temps n’est pas absolu, mais relatif \u00e0 deux variables : la vitesse et la r\u00e9f\u00e9rence spatiale des observateurs. Pour \u00eatre encore plus pr\u00e9cis, c’est la distance temporelle (intervalle<\/strong><\/em>) entre deux \u00e9v\u00e9nements qui est relative aux variables que nous venons de mentionner.<\/strong><\/p>\n La nouvelle est que, pour la premi\u00e8re fois, les scientifiques ont \u00e9galement enregistr\u00e9 des \u00e9missions similaires provenant de l'\u00a0\u00bbarri\u00e8re\u00a0\u00bb d’un trou noir supermassif au centre d’une galaxie situ\u00e9e \u00e0 800 millions d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re<\/strong>. Cette d\u00e9couverte scientifique est tr\u00e8s importante, et elle vient en confirmation de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale de Albert Einstein.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La d\u00e9couverte d’Albert Einstein En fait, la premi\u00e8re personne \u00e0 avoir expliqu\u00e9 que les lois de la physique devaient \u00eatre les m\u00eames pour tous \u00e9tait Galil\u00e9e. Imaginez que vous \u00eates dans la cale d’un navire. 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En fait, la premi\u00e8re personne \u00e0 avoir expliqu\u00e9 que les lois de la physique devaient \u00eatre les m\u00eames pour tous \u00e9tait Galil\u00e9e. Imaginez que vous \u00eates dans la cale d’un navire. Vous ne pouvez pas regarder \u00e0 l’ext\u00e9rieur, mais vous voulez essayer de comprendre si le navire se d\u00e9place ou non. Galil\u00e9e s’est rendu compte qu’aucune exp\u00e9rience ne lui permettait de savoir si le navire \u00e9tait en mouvement ou non. Pour Galil\u00e9e<\/strong>, il existait donc des syst\u00e8mes de r\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciaux dits inertiels (comme le navire, en fait), c’est-\u00e0-dire des syst\u00e8mes de r\u00e9f\u00e9rence qui vont \u00e0 vitesse constante et ne changent pas de direction<\/strong>.<\/p>\nLa th\u00e9orie de la relativit\u00e9<\/h2>\n
Th\u00e9orie de la relativit\u00e9 restreinte: le premier postulat<\/h3>\n
Imaginons deux bateaux en pleine mer dans des conditions de mouvement de vague nul : un bateau est amarr\u00e9 tandis que l’autre passe devant le premier en se d\u00e9pla\u00e7ant en ligne droite et \u00e0 une vitesse constante de 40 kilom\u00e8tres par heure. Si nous demandions aux passagers sous le pont des deux bateaux de tenter quelques<\/strong> exp\u00e9riences physiques simples, comme faire rouler une bille, faire tomber une pierre dans un bol rempli d’eau ou \u00e9couter la radio, les occupants des deux bateaux observeraient exactement les m\u00eames r\u00e9sultats.<\/p>\nQue signifie le temps relatif?<\/h2>\n
L’\u00e9tude des trous noirs<\/h2>\n
Si les trous noirs portent ce nom, ce ce n\u2019est pas par hasard: leur champ gravitationnel est d\u2019une puissance si grande que m\u00eame la lumi\u00e8re s\u2019en trouve emprisonner \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur. Cependant, il reste des traces de la lumi\u00e8re capt\u00e9e : des \u00e9chos lumineux ou, moins po\u00e9tiquement, des \u00e9ruptions de rayons X.<\/strong><\/p>\n